工程电磁场教学中的素质教育改革探究

程紫娟

摘 要 本文阐述了工程电磁场教学在电气专业教学中的特点，针对教学中遇到的问题，以试点学院素质教育改革为背景，通过国内外教学如考核体制，教学内容和教学方法三方面差异的思考，开展了部分教学试验，提出教学方法和内容的改革必须和学科考核体制的改革相结合才能达到最大成效，才能真正使得教学从学习知识为主体转变为以人为本。

关键词 工程电磁场 试点学院 素质教育 考核体制 以人为本

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.12.014

Abstract This paper describes the engineering characteristics of the electromagnetic field in electrical engineering education teaching， teaching for the problems encountered in the pilot reform of college quality education background， teaching abroad thinking through such assessment system， teaching content and teaching methods in three areas of difference， to carry out part of the teaching experiment， proposed teaching methods and content of reform and the reform of discipline evaluation system must be combined to achieve maximum results， we can really learn from making the teaching of the subject into people-oriented.

Key words engineering field； Pilot Academy； quality education； evaluation system； people-oriented

0 引言

“工程电磁场”课程在国内高校电气工程及其自动化专业中是一门重要基础必修课。由于课程改革，在笔者所工作高校这门课课时只有42学时，没有实验课时。从笔者和同事从业这几年看，这门课是学生中传言的所谓“天书”之一。传言的原因很多，但无外乎这门课难学，难懂，难考。而这门课对于教师而言，也是比较难教的一门课。究其原因，该课程存在以下问题：涉及数学推导非常多，场量和矢量运算及推导贯穿整门课程，对于数学基础差的学生拿到书本便产生畏难情绪；相当一部分概念在大学物理中已经学过，但侧重点有所不同，学生容易持固有思维，不利于新内容和方法的学习；大部分教材重推导，轻实践，与电磁场工程实际及后续电气专业课结合不紧密，学生不知学为何用；考核方式采用30%平时成绩+70%闭卷考试的传统方式，学生为考而学，甚至临时抱佛脚只为考试通过的大有人在。

通过调研，笔者发现这些问题基本上是国内大多普通高校都存在的问题。随着三峡大学试点学院申报成功进行的一系列改革，以及国内外掀起的“慕课”等在线网络及离线网络课程学习的高潮，结合人才培养改革，笔者基于所授课程之一工程电磁场进行了几点教学思考，开展了部分教学改革实践的探索，取得了初步成效。

1 考核体制的思考

试点学院改革有一个很重要的方向，就是传统专业教育和素质教育之间的转变。这就意味着教师要从“哪些内容由我讲授”转变为“哪些知识能力和素质应该是经过教学后学生要获取的”。看上去，这是教学内容转变的思考，在笔者看来，除非改变考核体制，建立有效的考核标准，不然这种转变将是空谈。如果采取传统的平时考勤和课后作业再加上最后的闭卷考试，那么教师由于现行体制及课时的考虑，仍然会只讲授教材内容。而学生则会只关注哪些是他们考试需要掌握的知识，谈不上能力和素质的培养。撇开素质教育，在现行电磁场授课中，由于前述提到的电磁场课程的特点，这门课本身就知识掌握来说就是非常枯燥难懂的，很难调动学生的积极性和兴趣。

借鉴国外（如笔者同事所在的南安普顿大学等为例）课程授课及考核模式。国外学科考核有一种方式（每个学校在比例上略有不同），①如课程作业50%和期末考试50%，其中课程作业分两个，各占25%。作业以报告形式提交，并需对报告进行演讲。报告内容和演讲各占一定比例。报告需在规定时间内在网上提交，并打印提交凭证，如超过提交的截止时间，需扣除相应比例的成绩。打印的凭证要提交到专门设置的学院办公室，而非教师办公室。布置的作业分个人完成和小组完成两种，后者涉及到分工合作，作业内容与project有关，如电磁场课程，则需要用软件来完成相应的实际问题，而每个人或每组的作业靠网上选择，并非全班只有一个作业。而要完成这些作业，需要查阅相当多的资料，而不仅仅是国内教学中的一本教材。涉及到评分体系，国外也有完善的评分体制，从建模，模型分析，错误的建模，以及对错误结果的分析，总结等都有相应的标准，除了每一项的评分外，还会有总分及评语。这些体制的建立，对于防止抄袭，用对错简单地区分高低分有十分重要的意义。对于期末考试，国外教师会提供课程资料，课后习题包括往年试题，但不会在课堂上就考试具体内容和重点进行讲解，要想通过考试，只能靠学生自己复习。

比较国内和国外学科考核模式的区别，要想彻底转变，需要以下措施：

（1）建立完善的学生和教师网上系统。教师布置作业，并给出作业的要求，包括报告格式，结构，字数，截止时间及评分标准；上传课程相关资料。学生用来查看和选择作业和资料，提交作业。避免不公平，并建立学生的时间观和责任观。

（2）建研讨室，对布置的作业可以采用预约教师+预约研讨室，并对时间进行限制。采用学生主动预约方式，改善现今不尊师道的局面，培养学生与人相处应有的礼节。对研讨时间的限制可以促进学生努力学习查资料，并防止抄袭。

综上，若改变考核体制，对从“专业教育”到“素质教育”的转变有重要意义。不然，在现行考核体制下，30%的平时成绩，就算全部变成国外的作业考核，没有完善的标准和制度，学生仍然会在70%闭卷考试上迷失自我。正所谓，没有规矩不成方圆，提倡科研结合教学的同时，还应建立相应的考核标准制度，这对于培养学生自主学习，不抄袭，严格的时间观念以及尊师重道方面有重要意义。

2 教学内容

笔者所在学院学科偏强电，该课程属于专业基础课，共分配42学时讲授时间。教材是指定工程电磁场（王泽忠编写），教学内容主要包括矢量分析、静电场、稳定电流场、静磁场、时变电磁场、静电场的镜像法、平面波、电磁场中的能量和力及电容等参数的计算。尽管内容并非所选取教材的所有内容，但42个学时讲授这些内容也是勉强够用，时间相当紧张。从教学效果来看，如依赖教材，再采用闭卷考试方式，学生的考试通过率非常低，且平时学生的学习积极性较差。笔者认为，从教学内容和教材上看，有以下几点原因：纵观整本教材，数学推导较多，易使学生产生畏难情绪，失去兴趣；由于课时的原因，与其他专业课联系的章节往往难以讲到，学生不知学为何用；单一教材再加上考核方式，学生很难发现学习中的问题并通过查阅其他书籍来解决问题；平时作业也因考核方式，易使学生之间形成抄袭学风，缺乏自我思考。

而据了解，国外对于教学内容和教材的选取上还是有所不同的。教材并不是指定一本，而是推荐教材及参考书，上课也并不按照某本教材讲解，而是根据教师的知识结构和理解做好讲义来讲解，学生需查阅参考书来对应学习。这使得学生必须通过查阅学习，才能通过作业考核及考试考核。

基于上述考虑，笔者认为应结合考核体制改革对教学内容方面采取以下措施：

（1）在绪论中增加电磁学理论建立的历史，从电与磁现象的发现到电与磁关系的探索，再到电磁场理论的建立以及电磁学在电报电话等通信方面的应用，②包括电磁学的发展对建立电工理论的作用，这些知识可以给学生一个完整的学习电磁场的思路和结构，同时通过应用的讲解，能让学生了解电磁场是有用且无处不在的。

（2）在电磁场知识讲解过程中应增加学科间的联系。比如极化，在高电压技术中这一概念较重要，在电磁场这门课程中比较注重推导，③可以在讲授过程中采用高电压技术中的实例如微波炉利用极化原理而制成，增加学生对这一概念的理解。

（3）教学不应采用单一教材，④应结合学科特点及学生基础，注重知识结构的建立，注重思维和总结等能力的培养。学生学习应查阅多本书籍，而不是局限在一本教材上。但如不以任务为导向，学生仅以考试为目标，不管教师如何讲授，仍会导致学生学习出现偏差，出现抄袭等现象。

综上，教学内容的改革必须依托考核体制的变革，如不改变考核方式，不建立制度，那么培养学生的自主学习能力及正确的“三观”，将成为空谈。

3 教学方法

工程电磁场教学内容多，课时少，涉及数学推导较多，容易使学生产生畏难情绪，并失去学习兴趣。故在教学方法上应有所侧重点，因材施教，加强对物理概念的理解，引导学生探索学习方法。⑤笔者根据多年的教学经验和学习，认为授课应该注意以下几点：

（1）结合电磁场发展历史，每次授课时指出本次课重点，难点，及在整门课程中的地位、作用，加强各个知识点的联系，引导学生学会用比较，类推等方法寻找理解和记忆的方法。在这一点上，笔者每章节采用电子版将重难点，可采用的方法，在整门课程中的应用及重要的问题写出，让学生进行理解和探索问题的答案。

（2）采用实例如计算和图形等来讲解具体概念和公式，将重点放在物理意义上，至于数学推导部分如对物理问题的理解有帮助作用则重点讲解，而非所有推导都进行讲解和验证。如等效极化电荷的推导，采用平行平板电容器模型讲解插入电介质后平板电荷的变化，也就是极化的相关概念，将等效极化面电荷和等效极化体电荷的单位以及具体的点乘和叉乘计算结果结合图形讲解，增强对面上单位矢量方向的理解，让学生清楚掌握物理概念的同时还掌握公式及矢量运算。

（3）注重培养学生发现问题，解决问题和分析总结的能力。授课中注重问题的抛引，引导学生发现问题，并总结解决问题的方法。

这些措施实施起来要求教师有足够的专业知识，并将精力放在引导上。然而学生需要跟随教师的思路学习，而非传统的满堂灌，就必须有足够的动力和压力主动学习，多思考，多看书。这些措施的有效实施必须和考核结合，这样能调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，否则教师的引导只是针对部分人，其他人还是会以考试为导向拒绝思考和学习。

4 结语

在工程电磁场教学中，教学方法和内容很重要，但诚如上述，教学方法和内容的改革必须和学科考核体制的改革相结合才能达到最大成效，才能使传统的专业教育向素质教育转变，从学习知识为主体转变为以人为本。以培育人为目标，借鉴国外经验的同时，应寻找适合各自学院专业发展的改革之路，还应努力提高教师自身的教学科研水平，来适应改革。

基金项目：本文系三峡大学高等教育研究青年项目（项目编号：1404）的研究成果

注释

①④彭麟，姜兴.中美高校电磁场教学比较研究[J].中国电力教育，2014（17）：73-74.

② 熊炜，粟世玮.提高“工程电磁场”课程教学效果的方法研究[J].中国电力教育，2013（26）：47-48.

③ 赵杰，许丽.“电磁场与电磁波”课程教学研究[J].中国电力教育，2014（21）：10-11.

⑤ 刘鑫，张文祥，边莉，刘建霞.电磁场与电磁波研究性教学模式的探索与实践[J].高师理科学刊，2015.35（1）：87-89.